JP4359450B2 - Turbine fuel pump impeller - Google Patents
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- F04D5/003—Regenerative pumps of multistage type
- F04D5/005—Regenerative pumps of multistage type the stages being radially offset
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は一般的にはタービン燃料ポンプに関し、より詳しくは、自動車の燃料供給システムに使用されるタービン燃料ポンプに関する。
【0002】
【背景技術】
電気モータ駆動タービン流体ポンプは、習慣的に自動車などの燃料システムに使用されている。これらのポンプは一般的には外側スリーブを有し、そのスリーブは内側ハウジングを囲み互いに支持し、その内側ハウジングは燃料供給タンク内に没するように構成されている。そのポンプそのタンクから燃料を引く入口と、加圧した燃料を内燃エンジンに送る出口を有する。その電気モータの下に延びるシャフトは、円盤状ポンプインペラに連結してそれを駆動する。そのインペラはその外縁付近に円周方向に配置した一連のベーンを有する。前記内側ハウジングに形成された円弧ポンプチャネルは、概してそのインペラの外縁を囲み、入口孔から反対側出口孔に延びている。インペラの隣接ベーンと周囲のチャネルの間に形成されるポケット内に液体燃料が供給され、ベーンの3次元形状とインペラの回転とにより渦作用により燃料が加圧される。
【0003】
タービンポンプのインペラのベーンは、広範囲変化例が可能な三次元外形又は形状を有する。この形状は使用する円盤インペラの形式と周囲のポンプハウジングに依る。例えば、燃料ポンプのインペラベーンは、一般的には、平坦直線的に径方向外側に延びている。別のインペラベーンでは、平坦直線的で、インペラの径方向に対して傾斜している。更に別のベーンデザインでは、例えば、2000年9月5日発行のタラスキ氏による米国特許第6113363号公報に記載されているように、ベーンが傾斜していて、インペラが回転する方向に、ベーンの先端がその基部よりも後に来る配置であり、ベーンは軸方向及び径方向に沿って概して弓形で、外側に延びている。尚、その米国特許公報はここで引用する。
【0004】
一般的に二種類の円盤状ポンプインペラがあり、インペラベーンの外形が定まっている。それらは一般的には、ガイドリング式又はフープ式と呼ばれている。
【0005】
ガイドリング式ポンプは、ポンプのハウシングに堅く取りつけられた固定ガイドリングと共に使用される。ガイドリングは、鉛直入口孔から燃料流を分岐して、概して水平な弓形又は円形チャネルを通って燃料を案内し、その円形チャネル内の動いているインペラベーンから燃料を吸い上げて、向きを変えて概して鉛直な出口孔に燃料を押し出す。その弓形チャネルはそのガイドリング式インペラの周縁近くに延設されて、その入口及び出口孔の間で約270°から330°の角度範囲であり、径方向外側にガイドリングにより形成され、径方向内側にインペラの外縁により形成されている。前述の米国特許第6113363号公報に記載されたようなベーンでは、その自由端または先端は、インペラから略径方向外側に、そのチャネル内に横方向に延設されている。ガイドリングのストリップ部は、径方向にそのチャネルに相対し、入口及び出口ポートに間で周方向に向いている。インペラが回転すると、ベーンの動いている先端が、ガイドのストリッパー部分を密接して擦り、加圧された燃料をインペラから吸い上げて、燃料をそのチャネルから出口ポートに向きを変える。そのストリッパー部分は、ベーンの先端を閉じる方向に構成され、加圧された燃料が低圧入口ポートに漏れるのを防ぐ。ガイドリングとインペラベーンの先端と間のこのストリッピング機能は、高コストの製作精度が必要であり、時間の経過と共に摺りへって、ポンプ効率を下げて、更に部品を必要として、製作・保守コストを増加させ得る。
【0006】
フープ式インペラでは、例えば、2002年2月21日公開日のピッケルマン氏等による米国特許出願第2002/0021961−A1号公報、及び、1998年9月15日発行のドブラー氏等による米国特許第5807068号公報、に記載されているように、インペラと一体の周縁フープ(帯輪)を有する。尚、これらの二つの公報をここで引用資料とする。このフープはインペラベーンの環状列径方向外側端と係合し支持される。インペラポケットは、隣接するベーンの間に周方向に形成され、ポンプハウジングに形成された上側及び下側溝内に通じる。インペラフープのデザインでは、インペラポケットとチャネルとの間は軸方向又は側面方向に通じる。不都合には、そのフープ式インペラのその公知の三次元ベーンの外形は制限されて、ポンプの全体的効率は比較的低い。
【0007】
公知のタービン燃料ポンプの全体効率は、約35〜45%であり、組み合わされる電気モータの効率が45〜50%であると、その種の電気モータ式タービン燃料ポンプの全体効率は、約16〜22%の間にある。更に、自動車燃料ポンプにより高い流速と圧力が必要であると、通常の36mmから39mm直径の再生タービンポンプの能力を超えることになる。燃料の出力と圧力を増すために、ポンプはより高速度で運転されなければならない。しかし、これはキャビテーションが生じる可能性があり、開発を継続する必要がある。即ち、効率増加のために、その種の燃料ポンプインペラのデザインと構造を改良する必要が依然としてある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的の一つは、タービン流体ポンプインペラを提供し、ポンプ効率を改善し、付加部品無しで排出量を増加させ、高温燃料の性能を改善することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
発明の概要
従来技術流体ポンプの前述の課題は、この発明のタービン流体ポンプインペラにより解決される。そのポンプは、ある実施例では、円形ハブと、リング形状の帯輪と、リング状のベーン列を有する。ハブのハブ外側面は、概してその内側環状部から延設され、ベーン列は複数のベーンとベーンポケットとを有し、ベーンポケットは概してベーンの間に形成されている。各ベーンは、(i)第一方向に延びる直線基部と、(ii)曲線先端部とを備え、曲線先端部の接線は、第二方向に延びている。第一方向は第二方向よりもインペラの回転方向に関して角度が大きい。
【0010】
別の実施例では、タービン流体ポンプインペラはまた、円形ハブと、リング形状の帯輪と、リング状のベーン列を有する。しかし、各ベーンは、(i)概してV形の上下半分と、(ii)第一方向に延びた基部と、(iii)第二方向に延びた先端部とを備えている。その先端部が内側輪面に結合する点は、基部がハブ外側面と結合する点より、インペラの回転方向に関して、後にある。
【0011】
更に別の実施例では、単一段の複数ベーン列式タービン流体ポンプインペラであり、そのインペラは、円形ハブと、リング状内側ベーン列と、リング状中間帯輪と、リング状外側ベーン列と、リング状外帯輪とを有する。ハブと中間帯輪の各々は、環状の張出部を有する。ハブと、内側ベーン列と、中間帯輪と、外側ベーン列と、外帯輪は概して同心である。内側ベーン列は、径方向にハブと中間帯輪の間に配置され、外側ベーン列は、径方向に中間帯輪と外帯輪の間に配置される。ハブと中間帯輪の張出部の各々は、径方向に隣接するベーンポケット内に部分的に延設されていて、上下ベーンポケット部を形成して、一つのベーンポケット部内に流体がそのポケットから出ないで、他のベーンポケット部に通じる。
【0012】
更に別の実施例では、自動車の燃料供給システムに使用されるこの発明のインペラを有するタービン燃料ポンプアセンブリを提供する。
【0013】
この発明の目的・特徴・優位性には、タービン流体ポンプインペラを提供し、ポンプ効率を改善し、付加部品無しで排出量を増加させ、高温燃料の性能を改善し、多段ポンプより容易に製作でき、圧力と電圧に関して平坦な性能を有し、多工程が著しいコストと複雑さの増加がなく、有っても少しである。更に、現在のデザインは、比較的簡明で、経済的に製作ができ、使用有効寿命が著しく延びる。
【0014】
この発明のこれらの及び他の目的・特徴・優位性は、以下の好適実施例の詳細説明、請求項の記載、添付図から明らかになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明のインペラを使用したタービン燃料ポンプアセンブリ30の一例を示していて、好ましくは、インペラは電気モータ36により回転軸34の周りに回転・駆動される。ポンプアセンブリ30は種々の流体のポンピングに使用可能であるが、好ましくは、記載する目的に使用され、自動車の燃料供給システムに使用され、そのポンプアセンブリは内燃エンジン(非図示)を有する車輛の燃料タンク内に典型的には搭載される。ポンプアセンブリ30の外側ハウジング又はスリーブ38は、電気モータ36とポンプ部32とを直立姿勢に支持する。使用状態では、回転軸34は、電気モータ36の下方に位置するポンプ部32に関して略鉛直方向に延びている。
【0016】
ポンプ部32は上側ケーシング42と下側ケーシング44とを有し、それらは、外側ハウジング38により外から囲まれて支持される。上側ケーシング42と下側ケーシング44は略同心に配置され、それらの間にインペラキャビティ46が形成され、回転軸34の周りに回転するこの発明によるインペラ48がそこに保持される。ロータ(非図示)と、モータの一体シャフト35と、インペラとは、回転軸34の周りに同心に回転する。シャフト35は上側ケーシング42を貫通して下に突出して、インペラと固定され、更に延びて下側ケーシング内の内ボア51内にあるベアリング49に軸支される。
【0017】
燃料入口路50が略軸方向に下側ケーシング44を通って設けられ、そこを通って低圧燃料が燃料リザーバ又は周囲の燃料タンク(非図示)からインペラキャビティ46に流れる。同様に、上側ケーシング42は燃料出口路52(仮想線で図示)を保持して、そこを通って、加圧した燃料が軸上方向にインペラキャビティ46から流れ出る。インペラ48の内側・外側環状ベーン列56A、56Bは、環状に延びる内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bを通る燃料を加圧する。内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bは主として上側ケーシング42、下側ケーシング44の間に配置されている。内側・外側環状ベーン列56A、56Bは各々、径方向に、内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bの各々に心が合っていて、図3により明瞭に図示されていように、内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bは約300°〜350°に角度範囲に、何れの場合も360°よりも小さい角度範囲に延設されている。内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bは回転軸34の回りに、燃料入口路50から燃料出口路52(図3には非図示)迄延設されている。内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bの間流体の横断流通は一般的には無く、在っても少しだけで、動いている面の潤滑剤として機能するように、ポンプチャンバ間の極限られた流体の横断流通があることが望ましい。
【0018】
図2を特に説明すると、内側・外側ポンプチャンバ54A、54Bは、上側溝58A、58Bと、下側溝62A、62Bと、ベーンポケット60A、60Bとの各々を有する。上側溝58A、58Bは上側ケーシング42の底面59に形成され、下側溝62A、62Bは下側ケーシング44の頂面69に形成され、ベーンポケット60A、60Bはインペラのベーン間に形成されて上側・下側溝の両方と流通している。言い換えれば、環状に延びる内側ポンプチャンバ54Aは上側ケーシング42に形成された58Aと、インペラ48に形成されたベーンポケット60Aと、下側ケーシング44に形成された62Aとを有する。それらは互いに流通して径方向に心があっていて、環状に共に延設されている。この特別な例では、上側・下側溝58A、62A互いに対称な形状・寸法であるが、非対称なデザインも可能である。内側ポンプチャンバ54Aの前述の説明は、同様に外側ポンプチャンバ54Bにも適用でき、外側ポンプチャンバ54Bは上側溝58Bと、ベーンポケット60Bと下側溝62Bとを有し、内側径方向ポンプチャンバの径方向外側に位置する。図2に示す外側ポンプチャンバ54Bは、その横断形状が内側ポンプチャンバ54Aより大きい。その二つのポンプチャンバの寸法が異なることで、インペラの効率を高める。これは、内側ポンプチャンバ54Aが外側ポンプチャンバ54Bより低い接線速度と、より高い圧力係数で動くからである(内側ポンプチャンバの半径がより小さく、周方向長さがより短いからである)。内側ポンプチャンバの漏れと戻りを減らして出力流を最大にするために、内側ポンプチャンバ54Aは外側ポンプチャンバ54Bと比較してより小さい横断面積であることが必要であり、それらは共に同じ回転速度で動く。しかし、内側ポンプチャンバの横断面積を減らすことを調整して、そのチャンバの漏れを最小にし出力流量を最大するようにする。
【0019】
上側・下側溝58A、58Bと下側溝62A、62Bは同心の弓形溝であり、上側・下側ケーシングの面に円周方向に延設されていて、インペラキャビティ46に開いている。好ましくは、これらの溝は楕円の横断面形であり、従来技術ポンプの一般的な半円の横断面形ではない。明確に説明するために、溝の形状に関する以下の説明は溝の一つに特に言及しているが、残りの溝にも同様に適用される。溝の楕円の横断面形は、第一円弧部63と、線型または平坦部64と、第二円弧部65とを有し、ポンプチャンバにおいて燃料が止まって流れない滞留域を減らして、ポンプ効率を上げることが可能である。この滞留域は溝が深すぎる半円形横断面溝に時として生じて、燃料を溝底に溜めて滞留させて、燃料のその部分がポンプチャンバを通って流れない。二つの第一円弧部63、第二円弧部65は溝の円弧状部であり、同じ長さの半径(r1、r2で表示)でも、違う長さの半径でもよい。同様に、第一部分の溝は断面が変わっても一様でも良く、各径方向長さが変わっても良い。好適実施例では、平坦部64は0.25〜1.00mmの間の長さである。中間平坦部64により、中心C1、C2は半径r1、r2に対応し、ある距離離れている。この距離はポンプの特別な要求性能に合うよう変えることができて、その溝の他の寸法の一つの関数である。例えば、平坦部64の長さと中心間距離との何れかが長さr1及び/又はr2の関数として決められる。上側溝58A、58Bと下側溝62A、62Bは、上側ケーシング42、下側ケーシング44に形成されているので、運転中も静止しているが、循環するベーンポケットと作用する。これについては、次に詳細に説明する。
【0020】
ベーンポケット60A、60Bはインペラ48の一部であり、内側・外側ベーン列56A、56Bの隣接するベーン間に各々形成されている。そのベーンポケット60A、60Bは、その上側・下側端で開いていて、それらは対向面59、69であり、上側・下側溝に通じている。更に、内側ベーンポケットは面66Aを有し、外側ベーンポケットは面66Bを有し、その各々の面はベーンポケットの径方向内側に位置し、円周方向に張出部又はリブ92A、92Bを各々有する。各ベーンポケットは面67A又は面67Bを有しそれらはベーンポケットの径方向外側に位置して平坦である。面66A、66Bは部分的にリブ92A、92Bにより分けられて、曲線部73A、73Bが面66A、66Bの上側軸方向半分に形成され、曲線部75A、75Bが面66A、66Bの下側軸方向半分に形成されている。内側ポンプチャンバ54Aはベーンポケット60Aを有し、ベーンポケット60Aはリブ92Aを有する面66Aが形成されている。その張出部は面66Aを分離して、上側・下側曲線部73A、75Aが形成される。これらに曲面は円弧状でも良く、好ましくは、対応する溝の第一円弧部63と同じ曲率を有する。従って、各曲線部73A、75Aはリブ92Aから各々上側・下側面の方に延びて、溝とベーンポケットとを分ける小さい間隙まで延びている。曲線部73A、75Aが溝58A、62Aの第一円弧部63に効果的に連続して、より大きい結合した円弧状を形成して張出部から平坦部64に延びている。勿論、他のポンプチャンバの配置が採用されてもよく、例えば、溝の径方向長さは対応するベーンポケットより長くてもよい。
【0021】
図3、4は下側ケーシング44の斜視図であり、その斜視図では、下側溝62A、62Bが頂面69に形成され、それが図示されている。同様に、図5、6は上側ケーシング42の斜視図であり、その斜視図では、底面59に形成された上側溝58A、58Bを図示している。
【0022】
ポンプアセンブリ30の前述の説明は、その主要素と同様に、この発明のインペラが使用される形式の流体ポンプを例示するためのものである。したがって、この発明にインペラは多くの他のタービン流体ポンプにも使用可能であり、その用途は、ここで説明し図示したポンプアセンブリ30に限定するものではない。図7、8に転じて、この発明のインペラをより詳細に説明する。
【0023】
この発明のインペラ48は、矢印102で示した方向に、回転軸34の回りに回転する。インペラ48は、概して円盤状であり、上側ケーシングの底面59に直接面する上面77と、下側ケーシングの頂面69に直接面する底面79とを有する。内側・外側ポンプチャンバ54A、54B間の横断流を防ぎまたは最小とするために、そして、概して燃料の漏れを防ぐために、上面77は底面59をシールし、底面79は頂面69をシールする関係にある。インペラ48の円形ハブ70はキー孔71を有して、そこを通ってシャフト35が延びており、そのシャフトとインペラは共に回転軸34の回りに回転する。円形ハブ70は径方向外側に内側環状ベーン列56Aの方に延びている。中間帯輪72が径方向に内側・外側環状ベーン列56A、56Bの間に配置されている。外帯輪74が径方向に外側環状ベーン列56Bから外側に配置されている。円形ハブ70は外側に向いた面66Aにより径方向外側環状縁を形成している。面66Aは図2に関して前に説明している。この面から、これはハブ外側面66Aとして前述したものであるが、複数のベーンが概して径方向外側に延びている。
【0024】
図9を説明すると、内側環状ベーン列56Aは多くの各ベーン78Aを有し、各ベーンは面66Aから面67Aに径方向外側に延びていて、これは図2に関連して既に説明している。明確にするために、面67Aはこれから内側中間帯輪面67Aと呼ぶ。中間帯輪72は径方向に中間輪面67Aを有する。同様に、外向き面66Bはここでは、外側輪面66Bと呼ぶ。外側環状ベーン列56Bの各78Bは面66Bから面67Bの方に径方向外側に突出している。外帯輪74はインペラの外側縁に位置して、インペラの面と周縁86との間に径方向に形成されている。明確に述べると、図9に示す面66A、67A、面66B、67Bは、図2に示すものと同じであり、それらは既に説明している。周縁86は、図1に明瞭に示すように、上側ケーシング42の下に延びる環状肩部87に直接相対している。環状肩部87の先の環状面は下側ケーシング44の頂面69にシール係合する。
【0025】
内側環状ベーン列56Aの各ベーン78Aと外側環状ベーン列56Bの各ベーン78Bは、インペラ48内で非線型に径方向に延びて、インペラのポンプ効率を増加する。ベーンは数個の図を参照して説明する。これらの図は異なった角度からベーンを見たものであり、又、ベーン及び/又はインペラの色々な姿勢について、要点を図示している。
【0026】
図10を説明すると、内側ベーン列56Aの拡大図であり、以下の説明は、別に記載がなければ外側ベーン列56Bにも適用される。各ベーンは基部88を有し、その基部はハブ外側面66Aから径方向外側に、線134で示したように、略直線的に突出している。線134、即ち基部66は、インペラ回転方向102に関して、インペラの径144に対して少し後又は追従方向に伸びている。この図では、線134は点114を通りベーンの先行面に沿って延びている。しかし、この線134は、ベーン面に平行であれば、ベーンの追従側に沿って、又は、ベーンの中央を通って容易に引かれる。同様に、インペラ半径144は、点114を通るように引かれる。この直線基部88の追従面は角度Ψを成し、その角度は線134とインペラ半径144との間の角度で定義される。そのインペラ半径は、無論インペラ中心を通る。角度Ψは好ましくは2°〜20°の範囲であり、より好ましくは5°〜15°の範囲にあり、最適には約10°である。各ベーンの先端部90は、基部88の最外側部から中間輪面67Aに連続して延びている。その図に示したように、先端部90は幾らか曲がっていて、回転方向102に対して、凹面である。即ち、先端部90は、インペラが方向102に回転していると、直線基部と曲線先端部が燃料を捕捉するポケットを形成する。好ましくは、先端90は仮想半径r3により定義される円弧であり、その仮想半径は1.00mm〜5.00mmの範囲にあり、より好ましくは、内側ベーン列56Aについては、2.25mm〜3.25mmに範囲にあり、外側ベーン列56Bについては、2.75mm〜3.75mmに範囲にある。先端部90は基部88の先端から略径方向外側に突出(基部88の先端はベーンの後又は追従部である)しているので、インペラの回転方向102に関して、先端部90は直線基部より少し前に突出している。この前進した配置は角度θとして、図10に図示されていて、この角度は、基部88の先行面に沿って延びる後退線134と、前進線140との間の角度を示していて、尚、前進線140は先端部90の先行面のある点における接線である。接線140の方向はその先端部の先行面と特定点に依るものであるので、角度θは先端部90の径方向長さにより変わる。角度θは0°〜50°の範囲にあり、15°〜35°が望ましく、最適には約28°である。尚、この場合、前進線140は先端部の径方向最外端の接線である(その点は先端部が面67Aに交わる交点に近い)。前進先端角度θは、ポンプ効率を増加させる。何故ならば、燃料がインペラ48を離れる時の前進速度はインペラの接線速度より大きくなるからである。図面では角度を特定していないが、前進線140は、回転方向102に関して、インペラ半径線144より前進した方向に延びている。角度θと同様に、その角度は先端部90の径方向長さに渡って変わり、曲がった先端部先行面の接線用特定点に依存している。例えば、先端部90の径方向最内側点の接線は、先端部90の径方向最外側点の接線とは異なった角度になる。接線140とインペラ半径線144との間の角度の範囲は、0°〜30°の範囲であり、望ましくは、10°〜25°の間にあり、好ましくは約18°である。尚、この場合、前進線140はその先端部の径方向最外側端の点における接線である。更に、基部及び先端部は、好ましくは径方向に同じ長さであり、言い換えれば、好適実施例では、面66Aから基部88の端迄の径方向距離は、先端部90の内側端から面67A迄の径方向距離と略等しい。
【0027】
先端部90の周方向の前進距離は、基部88の周方向後退距離と一般的には等しくない。即ち、面66Aと面67Aとの間のベーンの径方向全突出長部は、インペラ回転方向に関して、少し後ろに傾いている。言い換えれば、ベーンの先行面の径方向最内側点114は、回転方向に関して、ベーンの先行面の径方向最外側点142に比べて、前進している。この後退又は追従配置は、角度βであらわされ、インペラ半径線144と直線146との間の角度差を表している。尚、直線146は、点114と径方向最外点142を結ぶ線である。又、点114と径方向最外点142と間には特異点がある。角度βが0°〜10°の範囲にあり、望ましくは、0°〜5°の範囲にあり、好ましくは、約2°である。
【0028】
上側溝58A、58B及び下側溝62A、62Bと、対応する凹面部73A、73B及び曲線部75A、75Bの各々は、共に概して独立な、螺旋燃料流を形成する。しかし、上側溝58A、58Bの各々は、隣接するベーンの間に形成される開ベーンポケットを介して、下側溝62A、62Bと通じている。内側ベーン列の各ベーンポケット60Aは、隣接ベーン78Aの間に、径方向に面66A、67Aの間に円周方向に形成される。ベーンポケット60A、60Bは、横方向又は軸外側方向に上側溝58A、58B及び下側溝62A、62Bの各々と通じる。この開いたポケットの構成により、燃料が燃料入口路50から下側溝を通って、各上側溝に流れる。同様に、これにより、燃料が下側溝から各上側溝を通って流れて燃料出口路52内に流れるようになる。
【0029】
説明を明確・簡明にするために、この段落は、内側ベーン列のベーンだけを説明し、外側ベーン列のベーン列は、他に記載がなければない、ほぼ同一である。図11〜13を説明すると、特に図13に注目すると、リブ92Aを含む仮想面は、ベーンの先行凹面108の先行交叉線106に沿って、又、ベーンの追従凸面112の追従交叉線110に沿って、V形ベーン78Aを、上半分100と下半分104に分ける。ベーンの先行凹面108は、隣接ベーン78Aの追従凸面に面している。ベーン78Aの上半分100と下半分104とは、インペラの回転方向に対して、前側に傾斜している。即ち、それらは一般的には、リブ92Aを含む仮想面からインペラの上面及び底面77、79を含む仮想面の各々に延びている。上半分100の傾斜は下半分104の傾斜と略鏡対称である。即ちそれらは好ましくは対称の関係にある。その傾斜角は0°より大きく、低電圧でポンプ効率を増加する。ベーンの前側傾斜は、燃料をベーンポケット60Aに入り易くして、図14に見られるように燃料の螺旋流軌跡を生じる。言い換えれば、インペラ48の機械的回転と燃料の渦状螺旋流の特性とにより、内側・外側ポンプチャンバ54A、54B内で流れるときに、燃料が加圧される。燃料流の形は、各環状ベーン列56A、56Bにより生じて、燃料が上側溝58A、58B及び下側溝62A、62Bに出入りを繰り返す。
【0030】
インペラ48の製作中に、インペラを回転して鋳型から離す必要がある。ベーンの基部88の傾斜角α(R)は先端部90の傾斜角α(T)と等しいか又は少し小さい(即ち、より軸方向に沿っている)。傾斜角α(R)、α(T)は、ベーンの先行側又は追従側から(それらは平行なので)測られ得る。好ましくは、内側ベーン列の傾斜角αは、基部88から先端部90に向けて次第に増加して、10°〜50°の範囲であり、20°〜40°が望ましく、好ましくは、基部の径方向最内側点で約25°であり、先端部の径方向最外側点で約35°である。外側ベーン列でも、同様な関係があり、15°〜55°の範囲であり、20°〜45°が望ましく、好ましくは、基部の径方向最内側点で約30°であり、先端部の径方向最外側点で約40°である。従って、基部の傾斜角と先端部の傾斜角には、内側及び外側ベーン列について、次式の関係がある。
10°≦ α(R) ≦ α(T) ≦ 55°
基部の傾斜角α(R)は、回転軸34と平行な鉛直または軸基準線113と、基部88において先行面に沿った傾斜線116との間の角度である。前述したように、ベーンの上半分100、下半分104の各々は、平行な先行凹面108、追従凸面112を有する。即ち、ベーンは周方向に一様な厚さを有する。このように、傾斜線116は、同様に追従面に沿っている。基準線113及び傾斜線116は互いに交叉して、その交点はベーンの先行面と半径線144の半径の上にある(図11〜13に非図示)。又、先行交叉線106と追従交叉線110との径方向最内端は、図11、12に明瞭に図示したように、リブ92Aと連続している。
【0031】
先端部の傾斜角α(T)は、回転軸34と113の両方に平行である鉛直又は軸方向基準線122と、傾斜線124との間の角度である。傾斜線124は、好ましくは、先端部90の域でベーンの先行凹面108に沿っている。前述のように、傾斜線113は同様にベーンの追従凸面112に沿っていても良い。
【0032】
又、内側環状ベーン列56Aのベーンの傾斜角α(R)、α(T)は、外側環状ベーン列56Bのベーンの傾斜角よりも各々小さい。特にこれが便利なのは、この傾斜角の違いにより、製作中に単に鋳型を回転するだけで、インペラを取り出すことができることである。この傾斜角の配置はポンプ性能を犠牲にはしない。何故ならば、内側環状ベーン列56Aのベーンはより高い圧力率で運転でき、外側環状ベーン列56Bのベーンよりもより小さい傾斜角で良く、性能を最適にする。
【0033】
前述のように、基部88はハブ外側面66Aから半径線144の半径方向に対して後または追従する方向に、径方向外側に延びている。そして、ベーンの上半分100、下半分104を分ける先行交叉線106は、半径線144に関して、回転方向102について後ろ又は追従方向に延びる径方向内側部を有する。この先行交叉線106の径方向内側部は、リブ92Aから基部の径方向外側端に直線的に延びる部分である。先行交叉線106は、また、先端部90のように、前進曲線方向に延びる径方向外側部を有する。この径方向外側部は、径方向内側部から繋がる先行交叉線106の部分であり、内側面67Aから外側に延びている。言い換えれば、先行交叉線106は、基部88の部分である後側に直線的に伸びる径方向内側部と、先端部90の部分である前側に曲線方向に伸びる径方向外側部と、を含んでいる。前述したように、径方向及び軸方向を考慮した、このポケットの形状又はカップ形ベーンの構成は、ポンプ効率を促進する。
【0034】
図13に図示したように、又、前述のように、各ベーン78Aの各上半分100、下半分104は後退角γを有し、その角度は、好ましくは、相対する前側傾斜角α(R)、α(T)と等しい。従って、ベーンは周方向で一様厚さになり、鋳造工程後のインペラの開放作業を容易にする。しかし、後退角γは対応前側角より大きくすることも可能である(“対応”は、先行凹面108のその部分がベーンの径方向位置で同じであることを意味している)。従って、ベーンの前後面は、ベーンの軸方向壁または端に近づくと互いに終息する。故に、α(R)の最小値が10°であり、α(T)がα(R)に等しいか大きいので、γの最小値は、ベーンの径方向長さの全域で、約10°である。
【0035】
各ベーンはまた、追従凸面112と隣接する上側・下側側壁121、131の間に縁に沿った二つの円弧部120、130を有する。側壁131は、図10に明瞭に図示したように、ベーンのフィンガー状の面であり、インペラの底面と同じ面に概してあり、下側ケーシングの頂面69に相対している。同様に、側壁121(図10には非図示)は、ベーンのもう一方のフィンガー状の面で、インペラの軸方向反対側に位置し、インペラの上面77と概して同じ面内にあり、上側ケーシングの底面59に相対している。円弧部120は一様な丸みの面であり、ベーンの全径方向長さに渡って延びていて、基部88の一部と先端部90の一部とを含んでいる。その円弧部を特定の曲率半径(好適実施例では0.7mm)を有する丸い面に構成すると、ベーンの追従面を流入する燃料に方向を合わせることに寄与して、キャビテーションと好ましくない蒸気発生を減らしてポンプピ効率を向上させる。後退角γと円弧部120とは燃料流がベーンポケット60Aに入るときに燃料流の方向(図13に矢印で図示)に可能な限り合わせるように選択される。実験の結果、この発明のインペラの丸い形状は、この分野で使用される平らなチャンバより好ましいことが分かった。
【0036】
勿論、インペラの各要素、特に、直線基部、曲線先端部、周方向張出部、ベーンポケット、ベーン上半分、ベーン下半分、先行交叉線、追従交叉線、円弧部、又、全ての傾斜角、基準線、仮想面等、及びそれらの関連事項に関する前述の説明は、他に記載がなければ、外側環状ベーン列56Bについても同様に適用される。更に、前述の説明は、二重列インペラに限らず、一個、三個、四個、又は、インペラとして実用的であれば、任意の数列のベーンにも同様に適用可能である。この発明によるインペラの実施例の一例である、単一ベーン列だけのものが、図15、16に図示されていて、そこでは同じ符号は同じ要素を指している。
【0037】
運転状態では、インペラの回転により、燃料は共通の燃料燃料入口路50を通って、ポンプ部32内に流れる。燃料入口路50は下側ケーシング44により保持されて下側溝62A、62Bと通じる。燃料は、インペラ48の機械的回転により、独立内側・外側ポンプチャンバ54A、54B内で、推されて渦状燃料流となり、加圧される。その渦状燃料流は、内側・外側環状ベーン列56A、56Bにより、図14に明瞭に図示したように、互いに独立に燃料に作用して、生じる。燃料がポンプチャンバの周方向端に到達すると、加圧された燃料は、上側溝58A、58Bと通じる燃料出口路52を通ってポンプ部32を出る(非図示)。自動車に搭載されると、燃料出口路52は、自動車の燃料供給装置の導管または他の要素に加圧された燃料を供給して、そこから燃料は内燃エンジンに送給される。
【0038】
図17に示す別の実施例では、タービン燃料ポンプアセンブリ30”が図示されていて、そこでは、前述の実施例におけるインペラの外帯輪が除かれて、この技術で良き知られた静止ガイドリング180で置換されている。ガイドリング180は、インペラと一体ではなく、従って、インペラと共に回転しない。ガイドリング180は外側環状ベーン列のベーンの開端又は先端から燃料を切り離す吸引部(非図示)を有する。言い換えれば、外側周方向ポンプチャンバ54B”はインペラの最外縁に沿って配置されて、最外側ベーンポケト60B”は互いに軸方向及び径方向の両方で通じている。この種の配置はこの技術では“周縁ベーン技術”と呼ばれることもある。
【0039】
このように、この発明により提供されたタービン燃料ポンプアセンブリは、ここで述べた目的と便宜性とを達成する。勿論、前述の説明はこの発明の好適実施例に関しており、この発明を限定するものではないことは理解される。種々の変化例と修正例がこの技術の熟練者には可能であることは明らかであり、それらの変化例と修正例は、この発明の範囲内にあると意図されている。
【0040】
【発明の効果】
この発明によるタービン燃料ポンプアセンブリを提供し、ポンプ効率を改善し、付加部品無しで排出量を増加させ、高温燃料の性能を改善し、多段ポンプより容易に製作でき、圧力と電圧に関して平坦な性能を有し、多工程による著しいコストと複雑さの増加がなく、有っても少しである。更に、現在のデザインは、比較的簡明で、経済的に製作ができ、使用有効寿命が著しく延びる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のインペラを使用し得るタービン燃料ポンプアセンブリの一例を示す部分横断面図である。
【図2】図1に示す内側・外側ポンプチャンバの部分拡大図である。
【図3】図1に示すタービン燃料ポンプアセンブリの下側ケーシングの斜視図である。
【図4】図1に示すタービン燃料ポンプアセンブリの下側ケーシングの拡大横断面図である。
【図5】図1に示すタービン燃料ポンプアセンブリの上側ケーシングの斜視図である。
【図6】図1に示すタービン燃料ポンプアセンブリの上側ケーシングの拡大横断面図である。
【図7】この発明によるインペラの実施例の斜視図であり、部分的に取り除かれて内部を詳細に示している。
【図8】図7に示すインペラの上面図である。
【図9】図7に示すインペラの部分斜視図である。
【図10】図7に示すインペラの拡大部分底面図である。
【図11】図7に示すインペラの部分斜視図であり、径方向内側に見た図であり、部分的に取り除かれて、ベーンの先行面の内部詳細を示している。る。
【図12】図7に示すインペラの部分斜視図であり、径方向内側に見た図であり、部分的に取り除かれて、ベーンの追従面の内部詳細を示している。
【図13】図7に示すインペラの部分横断面図であり、径方向内側に見た図である。
【図14】インペラとポンプチャンバ部分斜視図であり、径方向内側に見た図であり、部分的に取り除かれて、燃料の螺旋流軌跡を図解している。
【図15】この発明によるインペラの第二実施例の斜視図であり、単一ベーン列を有し、部分的に取り除かれて内部を詳細に示している。
【図16】図15に示すインペラの上面図である。
【図17】この発明のインペラの第三実施例を使用したタービン燃料ポンプアセンブリの一例を示す部分横断面図である。
【符号の説明】
30、30” ポンプアセンブリ
32 ポンプ部
34 回転軸
35 シャフト
36 電気モータ
38 外側ハウジング
42 上側ケーシング
44 下側ケーシング
46 インペラキャビティ
48 インペラ
49 ベアリング
50 燃料入口路
52 燃料出口路
54A 内側ポンプチャンバ
54B 外側ポンプチャンバ
56A 内側環状ベーン列
56B 外側環状ベーン列
59 底面
60A、60B ベーンポケット
63 第一円弧部
64 平坦部
65 第二円弧部
69 頂面
70 円形ハブ
72 中間帯輪
73A、73B、75A、75B 曲線部
74 外帯輪
77 上面
78A、78B ベーン
79 底面
88 基部
90 先端部
92A、92B リブ
102 矢印
106 先行交叉線
108 先行凹面
110 追従交叉線
112 追従凸面
120、130 円弧部
121、131 側壁
134 後退線
140 前進線
144 半径線
152 第一部分
156 第二部分
160 フランジ
162 第三部分
180 ガイドリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to turbine fuel pumps, and more particularly to turbine fuel pumps used in automotive fuel supply systems.
[0002]
[Background]
Electric motor driven turbine fluid pumps are customarily used in fuel systems such as automobiles. These pumps typically have an outer sleeve that surrounds and supports each other and the inner housing is configured to immerse in a fuel supply tank. The pump has an inlet for drawing fuel from the tank and an outlet for sending pressurized fuel to the internal combustion engine. A shaft extending under the electric motor is connected to and drives the disc-shaped pump impeller. The impeller has a series of vanes arranged circumferentially near its outer edge. An arc pump channel formed in the inner housing generally surrounds the outer edge of the impeller and extends from the inlet hole to the opposite outlet hole. Liquid fuel is supplied into a pocket formed between the adjacent vane of the impeller and the surrounding channel, and the fuel is pressurized by vortex action by the three-dimensional shape of the vane and the rotation of the impeller.
[0003]
The vane of the impeller of the turbine pump has a three-dimensional outline or shape that allows a wide range of variations. This shape depends on the type of disk impeller used and the surrounding pump housing. For example, an impeller vane of a fuel pump generally extends radially outward in a flat straight line. Another impeller vane is flat and straight and inclined with respect to the radial direction of the impeller. In yet another vane design, for example, as described in U.S. Pat. No. 6,113,363 issued to Talaski on September 5, 2000, the vane is inclined and the impeller rotates in the direction of rotation. The tip is positioned behind its base, and the vanes are generally arcuate along the axial and radial directions and extend outward. The US patent publication is cited here.
[0004]
Generally, there are two types of disc-shaped pump impellers, and the outer shape of the impeller vane is fixed. They are generally called guide ring type or hoop type.
[0005]
Guide ring pumps are used with fixed guide rings that are rigidly attached to the pump housing. The guide ring diverts the fuel flow from the vertical inlet hole, guides the fuel through a generally horizontal arcuate or circular channel, sucks up the fuel from the moving impeller vanes in the circular channel and turns it Extrude fuel into a generally vertical outlet hole. The arcuate channel extends near the periphery of the guide ring impeller and ranges from about 270 ° to 330 ° between the inlet and outlet holes and is formed by a guide ring radially outwardly, It is formed inside by the outer edge of the impeller. In a vane such as that described in the aforementioned US Pat. No. 6,113,363, the free end or tip of the vane extends laterally into the channel, approximately radially outward from the impeller. The strip portion of the guide ring is radially opposed to the channel and faces circumferentially between the inlet and outlet ports. As the impeller rotates, the moving tip of the vane rubs closely against the stripper portion of the guide, sucking up pressurized fuel from the impeller and redirecting the fuel from its channel to the outlet port. The stripper portion is configured to close the vane tip to prevent pressurized fuel from leaking into the low pressure inlet port. This stripping function between the guide ring and the impeller vane tip requires high-cost production accuracy, slides over time, lowers pump efficiency, and requires more parts for production and maintenance Cost can be increased.
[0006]
Hoop type impellers include, for example, US Patent Application No. 2002 / 0021961-A1 published by Pickelman et al. On February 21, 2002, and US Patent No. 2002 issued by Dr. Dobler on September 15, 1998. As described in Japanese Patent No. 5807068, it has a peripheral hoop (band) integrated with the impeller. These two publications are cited here. This hoop engages and is supported by the annular row radial outer end of the impeller vane. Impeller pockets are formed circumferentially between adjacent vanes and lead into upper and lower grooves formed in the pump housing. In the impeller loop design, the impeller pocket and the channel communicate in the axial or lateral direction. Unfortunately, the known three-dimensional vane profile of the hoop impeller is limited and the overall efficiency of the pump is relatively low.
[0007]
The overall efficiency of a known turbine fuel pump is about 35-45%, and the efficiency of such an electric motor turbine fuel pump is about 16- It is between 22%. In addition, the high flow rates and pressures required by automotive fuel pumps exceed the capabilities of a typical 36mm to 39mm diameter regenerative turbine pump. In order to increase fuel output and pressure, the pump must be operated at higher speeds. However, this can cause cavitation and requires continued development. That is, there is still a need to improve the design and structure of such fuel pump impellers for increased efficiency.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
One object of the present invention is to provide a turbine fluid pump impeller to improve pump efficiency, increase emissions without additional components, and improve high temperature fuel performance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Summary of the Invention
The aforementioned problems of the prior art fluid pump are solved by the turbine fluid pump impeller of the present invention. The pump, in one embodiment, has a circular hub, a ring-shaped band, and a ring-shaped vane row. The hub outer surface of the hub generally extends from its inner annular portion, the vane row having a plurality of vanes and vane pockets, the vane pockets being generally formed between the vanes. Each vane includes (i) a straight base extending in the first direction and (ii) a curved tip, and a tangent of the curved tip extends in the second direction. The first direction has a larger angle with respect to the direction of rotation of the impeller than the second direction.
[0010]
In another embodiment, the turbine fluid pump impeller also has a circular hub, a ring shaped band, and a ring shaped vane row. However, each vane comprises (i) a generally V-shaped top and bottom half, (ii) a base extending in the first direction, and (iii) a tip extending in the second direction. The point where the tip portion is coupled to the inner ring surface is later in the rotation direction of the impeller than the point where the base portion is coupled to the outer surface of the hub.
[0011]
In yet another embodiment, a single-stage, multi-vane turbine fluid pump impeller that includes a circular hub, a ring-shaped inner vane row, a ring-shaped intermediate band, a ring-shaped outer vane row, A ring-shaped outer belt ring. Each of the hub and the intermediate band has an annular projecting portion. The hub, inner vane row, middle band, outer vane row, and outer band are generally concentric. The inner vane row is disposed between the hub and the intermediate band in the radial direction, and the outer vane row is disposed between the intermediate and the outer ring in the radial direction. Each of the overhangs of the hub and the intermediate belt ring is partially extended in radially adjacent vane pockets to form upper and lower vane pockets, and fluid is transferred into one vane pocket. Do not get out of the way, and lead to other vane pockets.
[0012]
In yet another embodiment, a turbine fuel pump assembly having an impeller of the present invention for use in an automotive fuel supply system is provided.
[0013]
The objectives, features, and advantages of this invention are to provide a turbine fluid pump impeller, improve pump efficiency, increase emissions without additional components, improve high temperature fuel performance, and more easily manufactured than multi-stage pumps Yes, with flat performance with respect to pressure and voltage, multi-step, with little or no significant cost and complexity increase. Furthermore, the current design is relatively simple and economical to manufacture, and the useful life is significantly increased.
[0014]
These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, the appended claims and the accompanying drawings.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of a turbine
[0016]
The
[0017]
A
[0018]
Referring specifically to FIG. 2, the inner and
[0019]
The upper and
[0020]
The vane pockets 60A and 60B are part of the
[0021]
3 and 4 are perspective views of the
[0022]
The foregoing description of the
[0023]
The
[0024]
Referring to FIG. 9, the inner
[0025]
Each
[0026]
10 is an enlarged view of the
[0027]
The advance distance in the circumferential direction of the
[0028]
Each of the upper and
[0029]
For clarity and clarity, this paragraph describes only the vanes in the inner vane row, and the vane rows in the outer vane row are nearly identical unless otherwise noted. Referring to FIGS. 11 to 13, particularly focusing on FIG. 13, the virtual plane including the
[0030]
During the manufacture of the
10 ° ≦ α (R) ≦ α (T) ≦ 55 °
The inclination angle α (R) of the base is an angle between the vertical or axis reference line 113 parallel to the
[0031]
The tip inclination angle α (T) is an angle between a vertical or
[0032]
Further, the inclination angles α (R) and α (T) of the vanes in the inner
[0033]
As described above, the
[0034]
As shown in FIG. 13 and as described above, each
[0035]
Each vane also has two
[0036]
Of course, each impeller element, especially straight base, curved tip, circumferential overhang, vane pocket, vane upper half, vane lower half, leading cross line, following cross line, circular arc part, and all inclination angles The above description regarding reference lines, virtual surfaces, etc., and their related matters applies equally to the outer annular vane row 56B unless otherwise noted. Further, the above description is not limited to the double-row impeller, but can be similarly applied to vanes in any number of rows as long as it is practical as one, three, four, or impeller. An example of an embodiment of an impeller according to the present invention, which is only a single vane row, is illustrated in FIGS. 15 and 16, where like numerals refer to like elements.
[0037]
In the operating state, the fuel flows into the
[0038]
In another embodiment shown in FIG. 17, a turbine
[0039]
Thus, the turbine fuel pump assembly provided by the present invention achieves the objectives and conveniences described herein. Of course, it will be understood that the foregoing description is of the preferred embodiment of the invention and is not limiting of the invention. Obviously, various modifications and variations will be apparent to practitioners skilled in this art and these variations and modifications are intended to be within the scope of this invention.
[0040]
【The invention's effect】
A turbine fuel pump assembly according to the present invention is provided which improves pump efficiency, increases emissions without additional components, improves high temperature fuel performance, is easier to manufacture than multi-stage pumps, and has flat performance with respect to pressure and voltage There is no significant cost and complexity increase due to multi-steps, and little if any. Furthermore, the current design is relatively simple and economical to manufacture, and the useful life is significantly increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of a turbine fuel pump assembly that may use the impeller of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the inner and outer pump chambers shown in FIG.
3 is a perspective view of the lower casing of the turbine fuel pump assembly shown in FIG. 1. FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view of the lower casing of the turbine fuel pump assembly shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view of the upper casing of the turbine fuel pump assembly shown in FIG.
6 is an enlarged cross-sectional view of the upper casing of the turbine fuel pump assembly shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view of an embodiment of an impeller according to the present invention, partially removed and showing the interior in detail.
FIG. 8 is a top view of the impeller shown in FIG.
9 is a partial perspective view of the impeller shown in FIG. 7. FIG.
10 is an enlarged partial bottom view of the impeller shown in FIG.
FIG. 11 is a partial perspective view of the impeller shown in FIG. 7, viewed radially inward and partially removed to show internal details of the leading surface of the vane. The
12 is a partial perspective view of the impeller shown in FIG. 7, viewed radially inward, and partially removed to show internal details of the vane tracking surface. FIG.
13 is a partial cross-sectional view of the impeller shown in FIG. 7, as viewed radially inward.
FIG. 14 is a partial perspective view of the impeller and pump chamber, viewed radially inward and partially removed to illustrate the spiral flow trajectory of the fuel.
FIG. 15 is a perspective view of a second embodiment of an impeller according to the present invention, having a single vane row, partially removed and showing the interior in detail.
16 is a top view of the impeller shown in FIG.
FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing an example of a turbine fuel pump assembly using a third embodiment of the impeller of the present invention.
[Explanation of symbols]
30, 30 "pump assembly
32 Pump part
34 Rotating shaft
35 shaft
36 Electric motor
38 Outer housing
42 Upper casing
44 Lower casing
46 Impeller cavity
48 impeller
49 Bearing
50 Fuel inlet passage
52 Fuel outlet
54A Inner pump chamber
54B Outer pump chamber
56A Inner annular vane row
56B Outer annular vane row
59 Bottom
60A, 60B vane pocket
63 First arc part
64 flat part
65 Second arc part
69 Top surface
70 round hub
72 Middle belt ring
73A, 73B, 75A, 75B Curve
74 Outer belt
77 Top view
78A, 78B vane
79 Bottom
88 base
90 Tip
92A, 92B rib
102 arrow
106 Leading intersection line
108 Leading concave
110 Tracking crossover line
112 Convex convex surface
120, 130 Arc part
121, 131 side wall
134 Retreat line
140 forward line
144 radius line
152 Part 1
156 Second part
160 Flange
162 Third part
180 Guide ring
Claims (46)
円形ハブを具備していて、該ハブがその外側周縁の周りに延びるハブ外側面を有し、
リング形帯輪を具備していて、該帯輪がその内側周縁の周りに延びる内側輪面を有し、
複数のリング形ベーン列を具備していて、該ハブと該帯輪と該ベーン列が略同心であり、少なくとも一つの該ベーン列が該ハブと該帯輪の間に径方向に位置し、該ベーン列が複数ベーンと複数ベーンポケットを有し、そして、該ベーンポケットが隣り合う該ベーンの間に形成され、かつ、
該複数ベーンの各々が、1)該ハブ外側面から第一方向に延びる線形基部と、2)該基部の外側端から該内側輪面に延びる曲線先端部とを有していて、該曲線先端部の接線が第二方向に延びており、そして、該第一方向が該第二方向に対して、該インペラの回転方向に関して、後側にある角度θとされている
ことを特徴とする上記インペラ。A turbine fluid pump impeller,
Have provided a circular hub having a hub outer surface of the hub extends around its outer periphery,
Have provided a ring shaped band wheel has an inner ring surface belt-wheel extending around its inner periphery,
Have include a plurality of ring-shaped vane array, the hub and the band wheel and said vane row is substantially concentric, at least one of the vane array is positioned radially between the hub and the band wheel, The vane row has a plurality of vanes and a plurality of vane pockets , and the vane pockets are formed between the adjacent vanes; and
Each of the plurality of vanes, 1) the linear base from the hub outer surface extending in a first direction, 2) have a curved tip portion extending inner wheel surface from the outer end of the base portion, the curve tip tangent parts extend in the second direction, and said one direction relative to said second direction, with respect to the rotation direction of the impeller, the <br/> that it is an angle θ in the rear The above-described impeller.
円形ハブを具備していて、該ハブは張出部を備えたハブ外側面を有し、該ハブ外側面と該張出部が共に該ハブの外側周縁の周りに延設され、
リング形帯輪を具備していて、該帯輪が、概して平坦で該帯輪の内側周縁の周りに延びる内側輪面を有し、
複数のリング形ベーン列を具備していて、該ハブと該帯輪と該ベーン列が概して同心であり、少なくとも一つの該ベーン列が該ハブと該帯輪の間に径方向に位置し、該ハブと該帯輪の間に径方向に位置する少なくとも一つの該ベーン列が複数ベーンと複数ベーンポケットを有し、そして、該ベーンポケットが隣り合う該ベーンの間に形成され、かつ、
該複数ベーンの各々が、
上半分と下半分とを有し、該上半分と下半分はV形を成し、該V形は該インペラの回転方向に開いており、
該ハブ外側面から概して第一方向に延びる基部を有し、
該基部の外側端から該内側輪面に延びる先端部を有し、
該先端部は概して第二方向に延びており、そして、
該第一方向が該第二方向に対して、該インペラの回転方向に関して、後側にあって、前記先端部の先行面が前記内側輪面と結合する点が、前記基部の先行面と前記ハブ外側面と結合する点に対して、該インペラの回転方向に関して、後にあり、ある角度βとされていることを特徴とする上記インペラ。A turbine fluid pump impeller,
Have provided a circular hub, the hub having a hub outer surface having a projecting portion, the hub outer surface and the overhung portion are both extend around the outer periphery of the hub,
Have provided a ring shaped band wheel, the band wheel, generally has an inner ring surface extending around the inner periphery of the flat belt-wheel,
Have include a plurality of ring-shaped vane array, the hub and the band wheel and said vane row is is generally concentric, at least one of the vane array is positioned radially between the hub and the band wheel, At least one of the vane rows positioned radially between the hub and the band has a plurality of vanes and a plurality of vane pockets , and the vane pockets are formed between adjacent vanes; and
Each of the plurality of vanes is
An upper half and a lower half, the upper and lower halves forming a V shape, the V shape being open in the direction of rotation of the impeller;
A base extending generally in a first direction from the outer surface of the hub;
Having a tip extending from the outer end of the base to the inner ring surface;
The tip generally extends in a second direction; and
The first direction is on the rear side with respect to the second direction with respect to the direction of rotation of the impeller, and the point where the leading surface of the tip portion is coupled to the inner ring surface is that the leading surface of the base and the point The impeller according to claim 1, wherein the impeller has a certain angle β with respect to the direction of rotation of the impeller with respect to the point where it is coupled to the outer surface of the hub.
円形ハブを具備し、該ハブは張出部を備えたハブ外側面を有し、該ハブ外側面と該張出部は共に該ハブの外側周縁の周りに延設され、
リング形内側ベーン列を具備し、該ベーン列は、複数内側ベーンと複数内側ベーンポケットを有し、該内側ベーンポケットは隣り合う該内側ベーンの間に形成され、
リング形中間帯輪を有し、該中間帯輪は内側輪面と外側輪面とを備え、該外側輪面は張出部を備え、該内側輪面は概して平坦で該中間帯輪の内側周縁の周りに延び、該外側輪面と該張出部は該中間帯輪の外側周縁の周りに延びており、
リング形外側ベーン列を具備し、該外側ベーン列は複数外側ベーンと複数外側ベーンポケットを有し、該外側ベーンポケットは隣り合う該外側ベーンの間に形成され、
リング形外帯輪を具備し、該外帯輪は内側輪面を備え、該内側輪面は概して平坦で該外帯輪の内側周縁の周りに延び、
該ハブと該内側ベーン列と該中間帯輪と該外側ベーン列と該外帯輪は概して同心であり、該内側ベーン列は該ハブと該中間帯輪の間に径方向に位置し、該外側ベーン列は該中間帯輪と該外帯輪の間に径方向に位置し、該ハブ張出部は該内側ベーンポケット内に径方向に部分的に延びて、上側・下側の内側ベーンポケット部を形成し、該中間帯輪の該張出部は該外側ベーンポケット内に径方向に部分的に延びて、上側・下側の外側ベーンポケット部を形成し、該内側又は外側ベーンポケットの一つ内の流体がそのポケットを出なくとも該上側・下側のベーンポケット部間で通じることを特徴とする上記インペラ。A single-stage multi-vane fluid pump impeller,
Comprising a circular hub, the hub having a hub outer surface with an overhang, the hub outer surface and the overhang extending together around an outer periphery of the hub;
A ring-shaped inner vane row, the vane row having a plurality of inner vanes and a plurality of inner vane pockets, the inner vane pockets being formed between adjacent inner vanes;
A ring-shaped intermediate band, the intermediate band having an inner ring surface and an outer ring surface, the outer ring surface having an overhang, the inner ring surface being generally flat and inside the intermediate band ring; Extending around the periphery, the outer ring surface and the overhang extending around the outer periphery of the midband,
A ring-shaped outer vane row, the outer vane row having a plurality of outer vanes and a plurality of outer vane pockets, the outer vane pockets being formed between adjacent outer vanes;
A ring-shaped outer ring, the outer ring having an inner ring surface, the inner ring surface being generally flat and extending around an inner peripheral edge of the outer band ring;
The hub, the inner vane row, the intermediate band, the outer vane row, and the outer band are generally concentric, the inner vane row is located radially between the hub and the intermediate ring, An outer vane row is located radially between the intermediate and outer belt rings, and the hub overhang extends partially radially into the inner vane pocket to form upper and lower inner vanes. Forming a pocket portion, and the overhanging portion of the midband extends partially radially into the outer vane pocket to form upper and lower outer vane pocket portions, the inner or outer vane pocket The impeller as described above, wherein the fluid in one of the above communicates between the upper and lower vane pocket portions without exiting the pocket.
前記内側ベーン列の該上側凹部は上側ケーシング内に形成された外側溝と共に作用し、
前記外側ベーン列の該上側凹部は前記上側ケーシング内に形成された外側溝と共に作用し、
前記内側ベーン列の該下側凹部は下側ケーシング内に形成された内側溝と共に作用し、
前記外側ベーン列の該下側凹部は前記下側ケーシング内に形成された外側溝と共に作用する請求項41記載のインペラ。Each of the overhang portion of the hub and the overhang portion of the intermediate belt ring forms the upper and lower concave portions of the vane pockets of the inner and outer vane rows,
The upper recesses of the inner vane row act with outer grooves formed in the upper casing;
The upper recesses of the outer vane row act with outer grooves formed in the upper casing;
The lower recess of the inner vane row acts with an inner groove formed in the lower casing;
42. An impeller according to claim 41, wherein the lower recesses of the outer vane row act with outer grooves formed in the lower casing.
燃料入口路と頂面を有する下側ケーシングと、
燃料出口路と底面を有する上側ケーシングと、
該頂面と該底面の間に形成され該燃料入口路と該燃料入口路とに通じるインペラキャビティと、
回転シャフトを有する電気モータと、
該シャフトに作動連結されたインペラとを具備していて、該シャフトの回転により該インペラが該インペラキャビティ内で回転し、
該インペラが、
円形ハブを具備していて、該ハブがその外側周縁の周りに概して延びるハブ外側面を有し、
リング形帯輪を具備していて、該帯輪がその内側周縁の周りに概して延びる内側輪面を有し、
複数のリング形ベーン列を具備していて、該ハブと該帯輪と該ベーン列が概して同心であり、少なくとも一つの該ベーン列が該ハブと該帯輪の間に径方向に位置し、該ベーン列が複数ベーンと複数ベーンポケットを有し、該ベーンポケットが隣り合う該ベーンの間に形成され、
該複数ベーンの各々が、該ハブ外側面から第一方向に延びる線形基部と、該基部の外側端からと該内側輪面に延びる曲線先端部とを有していて、該曲線先端部の接線が第二方向に延びており、そして、該第一方向が該第二方向に対して、該インペラの回転方向に関して、後側にあって、ある角度θとされていることを特徴とする上記ポンプアセンブリ。A turbine fuel pump assembly for use in an automotive fuel supply system,
A lower casing having a fuel inlet channel and a top surface;
An upper casing having a fuel outlet channel and a bottom surface;
An impeller cavity formed between the top surface and the bottom surface and leading to the fuel inlet passage and the fuel inlet passage;
An electric motor having a rotating shaft;
Have provided a working linked impeller to the shaft, the impeller rotates within the impeller cavity by rotation of said shaft,
The impeller,
Have provided a circular hub having a hub outer surface of said hub extending generally around its outer periphery,
Have provided a ring shaped band wheel has an inner ring surface generally extending around the inner periphery belt-wheel,
Have include a plurality of ring-shaped vane array, the hub and the band wheel and said vane row is is generally concentric, at least one of the vane array is positioned radially between the hub and the band wheel, The vane row has a plurality of vanes and a plurality of vane pockets, and the vane pockets are formed between the adjacent vanes;
Each of the plurality of vanes, said linear base from the hub outer surface extending in a first direction, have a curved tip portion extending inner ring surface and the outer end of the base portion, the tangent of the curve tip there extends in the second direction, and, above said one direction relative to said second direction, with respect to the rotation direction of the impeller, in the rear side, characterized in that there is a certain angle θ Pump assembly.
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